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【专题报告】光伏玻璃技术发展趋势与供需分析

来源：索比咨询发布时间：2022-11-29 13:58:35

1. 光伏玻璃技术

1.1 光伏玻璃功能特性

目前90%以上光伏组件为晶硅组件，薄膜目前占比非常小，光伏玻璃在组件中主要提供高透光率及保护性能。不同于普通玻璃，光伏玻璃主要有三方面特性：1)高透光率，铁是光伏玻璃中主要着色元素，铁含量高会增加对太阳光的吸收，降低玻璃透光率。光伏玻璃通过降低铁含量以达到更高透光率，太阳能电池片光电转化效率更优。工业应用中，透光率每提高1%，组件发电功率可提升0.8%。2)高强度，随着组件尺寸的加大，需要强度高从而避免玻璃碎裂，光伏玻璃经过钢化处理后，具有更高强度，可使太阳能电池片承受更大风压及较大昼夜温差变化。3)高耐久性，电池组件发展方向为30年的功率质保，产品质保一般为12-15年，光伏玻璃对雨水和环境中的有害气体具有一定耐腐蚀性能。

图1-1 单玻、双玻两种组件结构

来源：福莱特

传统的单玻结构只有一片玻璃，表面通常使用3.2mm的超白压花或浮法以及减反射镀膜，因为前板透过率越高才可以让更多光进入电池表面，提升电池效率。而双玻结构有两面背板，把传统单玻的有机高分子材料换成了玻璃。为了减轻重量，逐步从2.5mm降到2.0mm的玻璃，前后两块都是2.0mm。前板需要透光，因此也使用减反射镀膜增加透光率。背板以前也使用2.0mm的半镀膜钢化玻璃，现在为增加光反射，使用一种白色釉料(丝印钢化玻璃)。增加涂层后，光进入背板后反射度很高，一般要求反射率达到75%。这部分光反射后被电池多次吸收利用，进一步提高电池的转换效率。此外，这种背板能够输出10%左右的发电量。

图1-2 不同光伏玻璃类型

来源：索比咨询

目前晶硅电池用的玻璃以压花为主，薄膜电池则使用浮法。浮法第一代是非晶硅，只有8-10%的效率，因此基本已经淘汰。第二代为碲化镉，美国First Solar是现在全球唯一产业化制造商，当前产能为10GW，预计短期2-3年会扩展一倍。这两条技术路线国内虽然有很多企业在做，但目前产能未能达到G瓦级别，跟晶硅有数量级之差。第三代为当下热门的钙钛矿，钙钛矿技术也要用到浮法玻璃。

1.2 光伏玻璃技术工艺

图1-3 玻璃浮法工艺(左)、压延工艺(右)

来源：索比咨询

技术路线工艺直接决定玻璃的成本和成品率以及产品的特点特性。左边是浮法工艺，为最成熟的技术路线，大概拥有60年的历史。玻璃在锡液表面通过自重力和表面张力作用摊平成型，所以它表面光滑平整，厚度均匀，玻璃成品的误差非常小。压延玻璃是用两个带有花纹的滚轴，在挤压作用下把花纹转移到玻璃的表面。压花玻璃上下两个面都有花纹，上表面叫绒面，下表面叫花纹面，这有利于对光的吸收和多次折射。两种工艺的主要差异为成型，浮法在锡槽成型，压延用两个压延辊挤压成型，因此压延工艺主要做固定尺寸和固定花纹，特点是透光不投影，例如装饰玻璃的茶几和浴室隔断的磨砂玻璃。

晶硅光伏领域主要应用压延工艺生产超白压花玻璃，通常所说的光伏玻璃，特指晶硅组件用的光伏压延玻璃。薄膜领域主要应用浮法工艺，如TCO玻璃，即透明导电氧化物镀膜玻璃，是在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜，具有可见光高透过率和高导电率，是光伏薄膜电池及钙钛矿电池组件的重要配件。

现在晶硅领域逐渐开始出现浮法的应用，包括前板和背板。几年前玻璃产品几乎都使用压花工艺，较为单一，而现在随着组件的技术路线和产品的不断更新迭代，对应光伏玻璃产品的使用也逐渐趋向多元化。

1.3 光伏玻璃技术发展趋势

光伏组件需求高增的变化传导至光伏玻璃供应端，出现了窑炉大型化趋势及更节能、安全的一窑八线技术。信义光能于2016年11月投产行业首1000T/D产线，福莱特于2021年1月投产行业首1200T/D产线，随后2022年新福兴、洛阳玻璃、旗滨、亿均、南玻先后点火1200T/D 产线，新老玩家陆续掌握大窑炉运行工艺。大型窑炉可实现原材料和燃料单耗下降以及摊销费用减少，从而提升盈利能力。

图1-4 一窑八线生产工艺

来源：武汉长利专利《一种大吨位一窑八线薄型光伏玻璃熔窑》

2022年3月，中建材桐乡(洛阳玻璃)1200T/D超白压延玻璃熔窑上首次使用一窑八线两翼分流专利技术，该技术使玻璃液部分流入支通路后，剩余玻璃液由于冷却部宽度变窄，流速下降较少，从而避免在冷却部停留时间过长造成过多的热量损失;同时，冷却部宽度呈阶梯式递减的形式相对于等腰梯形工作部结构，能降低玻璃熔窑施工及初期烘烤的难度，提高生产过程安全可靠性。

光伏组件的结构优化也深刻影响光伏玻璃行业的发展。随着组件大尺寸、轻量化、双玻组件以及新技术的不断发展，在保证组件可靠性的前提下，光伏玻璃逐步向大尺寸、薄片化发展。薄片化、高透光率的光伏玻璃产品将满足组件企业对于追求“更高品质、更高效率、更低成本”的先进光伏产品的需求，当前超薄1.6mm光伏玻璃渗透率在提升。2022年6月26日亚玛顿公告，拟于2022年6月1日起至2025年12月31日，向天合光能销售1.6mm 超薄光伏玻璃，预估销售量合计3.375 亿平米，预估合同总金额74.25 亿元(含税)。1.6mm光伏玻璃单平米对应玻璃重量较3.2mm、 2.5mm、2.0mm分别下降46%、35%、19%，可使组件更轻质化、高效化，同时符合建筑安全等系列问题，更适配BIPV市场需求。厚度降低，可增加超白压延玻璃透过率及相应组件的发电功率，但超白压延玻璃的抗冲击强度及抗弯强度都会降低，需攻克1.6mm超薄光伏玻璃的配方、熔化、成形及退火关键技术，提高玻璃的压延成形性能。当前呈现的趋势是：光伏玻璃通过钢化增强玻璃抗弯、抗冲击强度，之后的玻璃上镀一层减反射膜,增强透光率。

图1-5 不同厚度尺寸超白压延玻璃透过率

来源：《双玻组件用背板玻璃材料的性能分析(周欣)》

图1-6 不同厚度尺寸浮法、压延双玻组件发电功率

来源：《双玻组件用背板玻璃材料的性能分析(周欣)》

2. 光伏玻璃供需分析

2.1 光伏玻璃的供给端周期性明显

光伏玻璃投资上是比较重资产的环节，产能周期大概一年，爬坡需要接近半年。

浮法玻璃若停窑后需处理熔窑内玻璃液、锡槽内锡液，以避免窑炉损耗，且再次投产需进行新一轮熔窑烘烤、投料、试生产，使窑炉温度恢复到正常运行水平，1个月烤窑过程中企业无产出。以上特点决定浮法玻璃停窑成本高，需连续生产。光伏玻璃基本类似，在其窑炉寿命内需连续生产。

冷修一般指熔窑达到设计年限或严重损毁后的退火修补，过程主要替换耐火材料，同时伴随降低能耗等其技术改造。浮法玻璃与光伏玻璃的窑炉设计年限通常为8-10年，但实际冷修情况受市场盈利能力影响：盈利能力好时，在不出现安全隐患前提下，老线有动力推迟冷修节奏，冷修情况往往慢于市场预期;当市场价格低于企业成本线时，由于连续生产特性，短期内企业将选择继续生产。若价格维持低位、企业持续亏损，成本较高企业将选择冷修，而部分产能停产后，市场供需好转、价格企稳。

图2-1 光伏玻璃价格

来源：索比咨询

新增产能投运、爬坡合计需要一年半左右，叠加生产连续性、刚性强，光伏玻璃存在明显的周期性特点。中国是宏观调控比较具有影响力的国家，官方整体来说是加强跨周期设计、逆周期调节，政策对周期性产业的影响以及周期拐点的形成具有很好的指导意义。

图2-2 光伏玻璃政策梳理

来源：国务院、工信部官网，民生证券研究院

2020年，由于发改委将光伏玻璃纳入产能置换范围以及部分企业的窑炉进入冷修期，光伏玻璃供给受限，产能缺口不断扩大，7月下旬，3.2mm光伏玻璃均价从24元/㎡开始飙升，于12月上旬上涨至43元/㎡，还是一片难求!政策上存在由紧变松的客观产业基础。

在光伏产业链头部企业的呼吁下，当年12月起，工信部提出不再将光伏玻璃列入产能置换范围，但要建立产能风险预警机制，规定新建项目由省级工业和信息化主管部门委托全国性的行业组织或中介机构召开听证会，论证项目建设的必要性、技术先进性、能耗水平、环保水平等，并公告项目信息，项目建成投产后企业履行承诺不生产建筑玻璃。2021年，光伏玻璃产能得到释放，价格逐渐回落。

当前上下游价格水平下，三线光伏玻璃企业已经面临亏损，市场化出清预计也将逐步出现。政策上存在边际收紧供给侧的客观产业基础。

光伏玻璃听证会政策于2021年7月20日在工信部印发的《水泥玻璃行业产能置换实施办法》确定，专项政策或将在今年年末前后发布。江苏省光伏玻璃听证会于2022年3月22日召开，从近期最新公示结果来看，福莱特南通4×1200吨全线通过，凯盛新材料(中建材旗下)1×1200吨产线通过听证会审批，但凯盛3×1200吨项目未获得批复。另外，信义张家港项目已经于今年4月、9月分别点火，或因是22年正常如期推进项目在公示中未提及(宁夏金晶项目也为23年建成项目且有内容修正)。从项目建设内容来看，点火时点有所延后，福莱特南通项目从23年6月推迟到12月，凯盛新材料项目从23年10月推迟到了12月(此前金晶项目从23年5月推迟到12月)。

听证会结果揭示了两点：1)并非所有项目能通过听证会;2)听证会对光伏玻璃项目建设时点进行延后把控。

听证会对光伏玻璃产能增长的节奏压制已经开始发力，供给侧正在经历政策的边际收紧，光伏玻璃周期底部曙光初现。光伏玻璃赛道的福莱特、信义光能、亚玛顿等企业基本面或将迎来上行周期。

2.2 供给端成本控制

以龙头企业福莱特为例，2021年纯碱、石英砂、石油类燃料、电、天然气分别占公司原材料及能源能力采购成本的 29%、15%、25%、13%、16%。

图2-3 福莱特原料及能源动力成本结构

来源：福莱特

石英砂是影响光伏玻璃透光率的关键原材料。光伏玻璃主要特点是为提高透光率降低铁含量，Fe2O3含量在0.015%以下，而超白砂在光伏玻璃配料中占重量比60%以上，是影响玻璃铁含量高低的关键因素。配料过程中存在铁含量二次污染，因此一般而言，石英砂中Fe2O3含量不得超过0.011%，仅为普通硅砂的 1/5。石英砂资源属性强，国内超白石英砂矿主要分布在安徽凤阳、广东河源、广西北海和湖南郴州等少地区。光伏玻璃企业往往选择往上游拓展布局矿沙，降本增利、保障供应。

图2-4 部分光伏玻璃企业布局上游情况

来源：各企业公告

纯碱、天然气、石油类燃料等属于大宗商品，由于海量放水后遗症，价格处于高位，光伏玻璃厂家利润空间受到压缩，部分规格生产利润率低，充分发挥规模效应是降低单位成本的有效途径。随着美元不断加息，上游大宗商品扩产，价格会逐渐回归理性。

2.3 需求端具备成长属性

光伏玻璃作为晶硅光伏组件生产的必备材料，是太阳能发电机的重要组成部分，受益于光伏产业的高速发展以及双玻组件渗透率的不断提升，光伏玻璃行业呈现稳定增长趋势。

据国家能源局统计，2022年6月份国内光伏新增装机 7.17GW，同比增加131.29%。1-6 月计装机量30.88GW，同比增加137.36%。“十四五”光伏新增装机量保持较高增速，“双碳”背景下我国清洁能源使用占比逐年提升，同时光伏度电成本逐年下降，共同推动光伏新增装机量提升。CPIA预测，中性情景下，2021-2025 年全球光伏新增装机量 CAGR为18%，我国光伏新增装机量 CAGR 为16%。同时，光伏玻璃还收益自身双玻渗透率提升，光伏玻璃行业的成长性要高于光伏组件。

图2-5 双玻组件渗透率提升

来源：CPIA

根据Global Industry Analysts的研究报告，全球太阳能光伏玻璃市场在2020年估计为76亿美元，预计到2027年将达到447亿美元的市场规模，复合年增长率为28.8%，发展潜力巨大。

根据Zion Market Research的研究报告，全球太阳能光伏玻璃预计到2028年将达到520亿美元的市场规模，复合年增长率为33.46%，行业规模持续扩大。

3. 光伏玻璃赛道竞争分析及展望

3.1 当前光伏玻璃行业竞争分析

图3-1 2021年末我国光伏玻璃行业市占率

来源：卓创资讯

光伏玻璃产能口径，2021年末我国光伏玻璃行业CR3(信义、福莱特、中建材)为54%。

行业集中度较高，技术上看并不存在太高壁垒，壁垒来自于牌照，获取批条、通过听证会是进入行业的关键。圈内企业间的竞争力来源于：1)供应链保障。光伏玻璃企业如信义、福莱特、旗滨等多选择于超白石英砂矿附近建厂乃至提前布局超白砂矿，以降低运输成本、保证供应链;2)规模效应降本。光伏玻璃大型窑炉可实现原材料和燃料单耗下降、摊销费用减少。3)海外布局产能，国内部分光伏玻璃企业已在东南亚布局基地，避开美国制裁，缩短与当地光伏组件厂运输半径，此外，马来西亚等地超白砂资源丰富。

随着老牌浮法企业2022-2023年大线陆续投产，线窑炉规模后来居上，其中旗滨、南玻2023年单线窑炉规模分别达1079、1108T/D，迈入行业第一梯队。除了规模优势、人才和技术积累不逊色外，其也在往上游布局矿沙，相信与龙头信义、福莱特的差距将缩小。另外，我们也看到国内超白玻璃引领者，产业链一体化布局的金晶科技选择差异化布局TCO玻璃，具备生产超白TCO能力，主要用于薄膜太阳能电池组件，随着异质结、钙钛矿技术的崛起，其竞争力会逐渐显现。所以，随着光伏玻璃行业跟踪光伏产业的发展演化，竞争格局仍存在变数。

3.2 当前时点对赛道的未来的展望

2022年光伏行业保持旺盛需求，光伏玻璃环节营收实现稳步增长。我们选取福莱特、南玻A、亚玛顿、安彩高科作为光伏玻璃环节样本进行分析。2022Q1-3光伏玻璃环节实现营收 270.9亿元，同比增长32.1%;其中2022Q3实现营收100.5亿元，同比增长36.6%，环比增长 8.5%。

图3-2 光伏玻璃环节单季度营收(亿元)

来源：Wind

2022年以来，光伏玻璃价格自高点有所下行，同时叠加纯碱和石英砂等原材料和天然气等能源成本上升，盈利水平有所下降，出现增收不增利情况。2022Q3 光伏玻璃环节综合毛利率为 22.5%，同比下降 8.1pct，环比下降 1.1pct;归母净利率 12.0%，同比上升 3.1pct，环比下降 1.5pct。